CN107984300B - 一种数控机床转台位置无关几何误差的测量方法及系统 - Google Patents

一种数控机床转台位置无关几何误差的测量方法及系统 Download PDF

Info

Publication number
CN107984300B
CN107984300B CN201711478875.2A CN201711478875A CN107984300B CN 107984300 B CN107984300 B CN 107984300B CN 201711478875 A CN201711478875 A CN 201711478875A CN 107984300 B CN107984300 B CN 107984300B
Authority
CN
China
Prior art keywords
turntable
unrelated
ball bar
ball
geometric error
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
CN201711478875.2A
Other languages
English (en)
Other versions
CN107984300A (zh
Inventor
夏鸿建
彭伟超
欧阳祥波
陈新度
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Guangdong University of Technology
Original Assignee
Guangdong University of Technology
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Guangdong University of Technology filed Critical Guangdong University of Technology
Priority to CN201711478875.2A priority Critical patent/CN107984300B/zh
Publication of CN107984300A publication Critical patent/CN107984300A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN107984300B publication Critical patent/CN107984300B/zh
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23Q—DETAILS, COMPONENTS, OR ACCESSORIES FOR MACHINE TOOLS, e.g. ARRANGEMENTS FOR COPYING OR CONTROLLING; MACHINE TOOLS IN GENERAL CHARACTERISED BY THE CONSTRUCTION OF PARTICULAR DETAILS OR COMPONENTS; COMBINATIONS OR ASSOCIATIONS OF METAL-WORKING MACHINES, NOT DIRECTED TO A PARTICULAR RESULT
    • B23Q17/00—Arrangements for observing, indicating or measuring on machine tools
    • B23Q17/22—Arrangements for observing, indicating or measuring on machine tools for indicating or measuring existing or desired position of tool or work
    • B23Q17/2233—Arrangements for observing, indicating or measuring on machine tools for indicating or measuring existing or desired position of tool or work for adjusting the tool relative to the workpiece
    • B23Q17/225—Arrangements for observing, indicating or measuring on machine tools for indicating or measuring existing or desired position of tool or work for adjusting the tool relative to the workpiece of a workpiece relative to the tool-axis
    • B23Q17/2258—Arrangements for observing, indicating or measuring on machine tools for indicating or measuring existing or desired position of tool or work for adjusting the tool relative to the workpiece of a workpiece relative to the tool-axis the workpiece rotating during the adjustment relative to the tool axis
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23Q—DETAILS, COMPONENTS, OR ACCESSORIES FOR MACHINE TOOLS, e.g. ARRANGEMENTS FOR COPYING OR CONTROLLING; MACHINE TOOLS IN GENERAL CHARACTERISED BY THE CONSTRUCTION OF PARTICULAR DETAILS OR COMPONENTS; COMBINATIONS OR ASSOCIATIONS OF METAL-WORKING MACHINES, NOT DIRECTED TO A PARTICULAR RESULT
    • B23Q17/00—Arrangements for observing, indicating or measuring on machine tools
    • B23Q17/22—Arrangements for observing, indicating or measuring on machine tools for indicating or measuring existing or desired position of tool or work
    • B23Q17/2291—Arrangements for observing, indicating or measuring on machine tools for indicating or measuring existing or desired position of tool or work for adjusting the workpiece relative to the holder thereof

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Machine Tool Sensing Apparatuses (AREA)
  • A Measuring Device Byusing Mechanical Method (AREA)

Abstract

本申请公开了一种数控机床转台位置无关几何误差的测量方法，测量方法包括将第一球座固定在转台的第一位置，并将第二球座固定于数控机床的移动轴上；转动转台并记录转台转动各个角度时第一球杆仪读数得到位置无关位移几何位移误差；调整第二球座的位置使连杆与所述转台平行；转动转台并记录转台转动时的第二球杆仪读数；根据第二球杆仪读数和位置无关位移几何误差计算位置无关角度几何误差。本方法能够解耦转台位置无关位移几何误差和位置无关角度几何位移误差的辨识，提高对位置无关几何误差的测量精度。本申请还公开了一种数控机床转台位置无关几何误差的测量系统、测量装置及一种计算机可读存储介质，具有以上有益效果。

Description

一种数控机床转台位置无关几何误差的测量方法及系统
技术领域
本发明涉及数控机床领域，特别涉及一种数控机床转台位置无关几何误差的测量方法、系统、一种计算机可读存储介质及一种数控机床转台位置无关几何误差测量装置。
背景技术
多轴数控机床转台的位置无关几何误差包含2项位置无关角度几何误差和2项位置无关位移几何误差，共4项基本几何误差。
现有技术中，主要是通过将球杆仪摆放在六个位置，测量出转台的4项几何误差进而辨识位置无关几何误差，即同时对2项位置无关角度几何误差和2项位置无关位移几何误差进行辨识，但是现有技术中所使用的方法存在辨识矩阵的量纲不一致现象，容易导致矩阵条件数较大，致使辨识方法对测量仪器误差敏感。
因此，如何屏蔽位置无关几何误差中各位置无关角度几何误差和位置无关位移几何误差的相互干扰，并提高对位置无关几何误差的测量精度，是本领域技术人员目前需要解决的技术问题。
发明内容
本申请的目的是提供一种数控机床转台位置无关几何误差的测量方法、系统、一种计算机可读存储介质及一种数控机床转台位置无关几何误差测量装置，能够屏蔽位置无关几何误差中各位置无关角度几何误差和位置无关位移几何误差的相互干扰，并提高对位置无关几何误差的测量精度。
为解决上述技术问题，本申请提供一种数控机床转台位置无关几何误差的测量方法，该测量方法包括：
将球杆仪的第一球座固定在转台的第一位置，并将所述球杆仪的第二球座固定于数控机床的移动轴上；其中，连接所述第一球座与所述第二球座的连杆的延长线通过所述转台的中心点；
转动所述转台，并记录所述转台转动各个角度时所述球杆仪的第一球杆仪读数；
根据所述第一球杆仪读数计算位置无关位移几何误差；
调整所述第二球座的位置，使所述连杆与所述转台平行；
转动所述转台，并记录所述转台转动各个角度时所述球杆仪的第二球杆仪读数；
根据所述第二球杆仪读数和所述位置无关位移几何误差计算位置无关角度几何误差。
可选的，在转动所述转台之前，还包括：
调整所述移动轴的位置以使所述第一球座的球心与所述第二球座的球心的连线与所述连杆重合。
可选的，转动所述转台，并记录所述转台转动各个角度时所述球杆仪的第一球杆仪读数包括：
转动所述转台一周，并记录所述转台转动各个角度时所述球杆仪的第一球杆仪读数。
可选的，根据所述第一球杆仪读数计算位置无关位移几何误差包括：
根据所述转台转过(0°，180°]时所记录的第一球杆仪读数和所述转台转过(180°，360°]时所记录的第一球杆仪读数得到第一数量关系；
根据所述转台转过(-90°，90°]时所记录的第一球杆仪读数和所述转台转过(90°，270°]时所记录的第一球杆仪读数得到第二数量关系；
根据所述第一数量关系和所述第二数量关系得到所述位置无关位移几何误差；
其中，所述第一数量关系和所述第二数量关系均为所述第一球杆仪读数与所述位置无关位移几何误差的数量关系。
可选的，转动所述转台，并记录所述转台转动各个角度时所述球杆仪的第二球杆仪读数包括：
转动所述转台一周，并记录所述转台转动各个角度时所述球杆仪的第二球杆仪读数。
可选的，根据所述第二球杆仪读数和所述位置无关位移几何误差计算位置无关角度几何误差包括：
根据所述转台转过(0°，180°]至时所记录的第二球杆仪读数和所述转台转过(180°，360°]时所记录的第二球杆仪读数得到第三数量关系；
根据所述转台转过(-90°，90°]时所记录的第二球杆仪读数和所述转台转过(90°，270°]时所记录的第二球杆仪读数得到第四数量关系；
根据所述第三数量关系、所述第四数量关系和所述位置无关位移几何误差计算所述位置无关角度几何误差；
其中，所述第三数量关系和所述第四数量关系均为所述第二球杆仪读数与所述位置无关位移几何误差及位置无关角度几何误差的数量关系。
本申请还提供了一种数控机床转台位置无关几何误差的测量系统，该测量系统包括：
第一位置调整模块，用于将球杆仪的第一球座固定在转台的第一位置，并将所述球杆仪的第二球座固定于数控机床的移动轴上；其中，连接所述第一球座与所述第二球座的连杆的延长线通过所述转台的中心点；
第一记录模块，用于转动所述转台，并记录所述转台转动各个角度时所述球杆仪的第一球杆仪读数；
位置无关位移几何误差计算模块，用于根据所述第一球杆仪读数计算位置无关位移几何误差；
第二位置调整模块，用于调整所述第二球座的位置，使所述连杆与所述转台平行；
第二记录模块，用于转动所述转台，并记录所述转台转动各个角度时所述球杆仪的第二球杆仪读数；
位置无关角度几何误差计算模块，用于根据所述第二球杆仪读数和所述位置无关位移几何误差计算位置无关角度几何误差。
可选的，还包括：
球心调整模块，用于调整所述移动轴的位置以使所述第一球座的球心与所述第二球座的球心的连线与所述连杆重合。
本申请还提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序执行时实现上述数控机床转台位置无关几何误差的测量方法执行的步骤。
本申请还提供了一种数控机床转台位置无关几何误差测量装置，包括存储器和处理器，所述存储器中存储有计算机程序，所述处理器调用所述存储器中的计算机程序时实现上述数控机床转台位置无关几何误差的测量方法执行的步骤。
本发明提供了一种数控机床转台位置无关几何误差的测量方法将球杆仪的第一球座固定在转台的第一位置，并将所述球杆仪的第二球座固定于数控机床的移动轴上；其中，连接所述第一球座与所述第二球座的连杆的延长线通过所述转台的中心点；转动所述转台，并记录所述转台转动各个角度时所述球杆仪的第一球杆仪读数；根据所述第一球杆仪读数计算位置无关位移几何误差；调整所述第二球座的位置，使所述连杆与所述转台平行；转动所述转台，并记录所述转台转动各个角度时所述球杆仪的第二球杆仪读数；根据所述第二球杆仪读数和所述位置无关位移几何误差计算位置无关角度几何误差。
本方法通过两种球杆仪的测量方式对转台的位置无关几何误差进行了测量，球杆仪具有对轴向误差敏感对切向误差屏蔽的特点。当连杆的延长线通过所述转台的中心点时，可以有效的屏蔽位置无关角度几何误差只测量出位置无关位移几何误差；当连杆的延长线水平时，球杆仪能够测量位置无关位移几何误差和位置无关角度几何误差，由于已经得到位置无关位移几何误差因此可以进一步得到位置无关角度几何误差。其中，位置无关几何误差可以分为位置无关角度几何误差和位置无关位移几何误差，因此本方案能够屏蔽位置无关几何误差中各位置无关角度几何误差和位置无关位移几何误差的相互干扰，并提高对位置无关几何误差的测量精度。本申请同时还提供了一种数控机床转台位置无关几何误差的测量系统、一种计算机可读存储介质和一种数控机床转台位置无关几何误差测量装置，具有上述有益效果，在此不再赘述。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例，下面将对实施例中所需要使用的附图做简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本申请实施例所提供的一种数控机床转台位置无关几何误差的测量方法的流程图；
图2为球杆仪的结构示意图；
图3为本申请实施例所提供的另一种数控机床转台位置无关几何误差的测量方法的流程图；
图4为第一次测量球杆仪摆放位置和连杆方向示意图；
图5为第二次测量球杆仪摆放位置和连杆方向示意图；
图6为本申请实施例所提供的一种数控机床转台位置无关几何误差的测量系统的结构示意图。
具体实施方式
为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
下面请参见图1，图1为本申请实施例所提供的一种数控机床转台位置无关几何误差的测量方法的流程图。
具体步骤可以包括：
S101：将球杆仪的第一球座固定在转台的第一位置，并将所述球杆仪的第二球座固定于数控机床的移动轴上；其中，连接所述第一球座与所述第二球座的连杆的延长线通过所述转台的中心点；
其中，球杆仪是一种能够准确评价和诊断机床动态精度的测量仪器，请参见图2，图2为球杆仪的结构示意图，可以将球杆仪的第一球座和第二球座分别安装在机床的转台与移动轴上，测量两轴插补运动形成的圆形轨迹，并将这一轨迹与标准圆形轨迹进行比较，从而评价转台产生误差的种类和幅值。
本步骤的目的是将球杆仪准确安装在数控机床上，并将球杆仪摆放在能够屏蔽位置无关角度几何误差的位置。球杆仪具有对轴向误差敏感对切向误差屏蔽的特点，轴向就是球杆仪的连杆所在直线的方向，切向就是与连杆所垂直的方向。本步骤中不对第一球座所固定的第一位置进行具体的限定，第一位置可以是转台上任意一点，本领域的技术人员可以根据本方案的实际应用场景灵活的设置第一位置，只要保证第一位置是转台上的一点即可。
通过图2可知球杆仪是具有一定的高度的，因此当球杆仪随着转台旋转时球杆仪的旋转的圆心可以是转台的中心点垂直方向所在直线上任意一点。当连接所述第一球座与所述第二球座的连杆的延长线通过所述转台的中心点时，位置无关角度几何误差的方向恰好是球杆仪连杆的切线方向且位置无关位移几何误差为球杆仪连杆的轴线方向，由于球杆仪具有对轴向误差敏感对切向误差屏蔽的特点，此时球杆仪测量不到位置无关角度几何误差，只能测到位置无关位移几何误差。
S102：转动所述转台，并记录所述转台转动各个角度时所述球杆仪的第一球杆仪读数；
其中，当转动转台时移动轴也会跟随转台同步转动。本步骤中描述的记录所述转台转动各个角度时所述球杆仪的第一球杆仪读数可以是每当转台转动预设角度时记录球杆仪的第一球杆仪度数，当然此处不对预设角度的大小进行具体的限定，本领域的技术人员可以根据方案的精度要求进行具体的限定。值得注意的是，作为一种优选的实施方案，本步骤中所记录的第一球杆仪读数是根据角度均匀分布的，即相邻两次第一球杆仪读数之间所对应的转台转动角度之差是相等的。
可以理解的是，本步骤中不对转动转台的具体角度进行限定，但是为了使测量更加精准且全面，作为一种优选的实施方式可以转动转台至少一周(即360°)。由于转动转台的角度与计算位置无关位移几何误差具有一定的联系，所以在实际操作中，可以在每次转动转台时按照固定的角度进行转动，以便简化位置无关位移几何误差的计算过程。
S103：根据所述第一球杆仪读数计算位置无关位移几何误差；
其中，由于位置无关位移几何误差相对于球杆仪来说是一种轴向的误差，因此在屏蔽切向位置无关角度几何误差的前提下，此时第一球杆仪读数只与位置无关位移几何误差相关。通过第一球杆仪读数来计算位置无关位移几何误差的方法有很多，例如将第一球杆仪读数划分为两种不同的读数方式来计算，具体步骤将在下一实施例中进行介绍，此处不对通过第一球杆仪读数计算位置无关位移几何误差的方法进行限定，本领域的技术人员可以根据转台总共转动的角度进行选择。
S104：调整所述第二球座的位置，使所述连杆与所述转台平行；
其中，在背景技术中已经介绍到位置无关几何误差可以包括位置无关位移几何误差和位置无关角度几何误差，在得到位置无关位移几何误差的前提下为了达到本实施例的目的还需要测量位置无关角度几何误差。当连杆与转台平行时(即连杆垂于水平状态时)，球杆仪所记录的第二球杆仪读数就与位置无关角度几何误差和位置无关位移几何误差相关。
S105：转动所述转台，并记录所述转台转动各个角度时所述球杆仪的第二球杆仪读数；
本步骤中所执行的操作基本与S102中相同，此处也不对转台旋转的角度和每次记录第二球杆仪读数所经过的角度进行具体的限定，但是作为一种更有选的实施方案，为了保证位置无关角度几何误差测量的准确性，可以使S105中与S102中保持转台旋转的角度和每次记录第二球杆仪读数所经过的角度相一致。
S106：根据所述第二球杆仪读数和所述位置无关位移几何误差计算位置无关角度几何误差。
其中，与S103中描述的方法相类似，可以将第二球杆仪读数划分为两种不同的读数方式来计算得到关于位置无关位移几何误差和位置无关角度几何误差共同构成的总误差，本步骤可以在S103中已经获得了位置无关位移几何误差的前提下将位置无关角度几何误差从总误差中计算出来。由于位置无关几何误差只包括位置无关位移几何误差和位置无关角度几何误差，因此在得到位置无关位移几何误差和位置无关角度几何误差后就完成了位置无关几何误差的测量。
本实施例通过两种球杆仪的测量方式对转台的位置无关几何误差进行了测量，球杆仪具有对轴向误差敏感对切向误差屏蔽的特点。当连杆的延长线通过所述转台的中心点时，可以有效的屏蔽位置无关角度几何误差只测量出位置无关位移几何误差；当连杆的延长线水平时，球杆仪能够测量位置无关位移几何误差和位置无关角度几何误差，由于已经得到位置无关位移几何误差因此可以进一步得到位置无关角度几何误差。因此本实施例能够屏蔽位置无关几何误差中各位移与角度几何误差的相互干扰，并提高对位置无关几何误差的测量精度。
下面请参见图3，图3为本申请实施例所提供的另一种数控机床转台位置无关几何误差的测量方法的流程图；相对于上一实施例在本实施例是一种更优选的、更详细的实施方案，本实施例与上一实施例一致的步骤可以与上一实施例描述的内容相互参见，此处不再赘述。
具体步骤可以包括：
S201：将球杆仪的第一球座固定在转台的第一位置，并将所述球杆仪的第二球座固定于数控机床的移动轴上；其中，连接所述第一球座与所述第二球座的连杆的延长线通过所述转台的中心点；
S202：调整所述移动轴的位置以使所述第一球座的球心与所述第二球座的球心的连线与所述连杆重合；
S203：转动所述转台一周，并记录所述转台转动各个角度时所述球杆仪的第一球杆仪读数；
S204：根据所述转台转过(0°，180°]时所记录的第一球杆仪读数和所述转台转过(180°，360°]时所记录的第一球杆仪读数得到第一数量关系；
S205：根据所述转台转过(-90°，90°]时所记录的第一球杆仪读数和所述转台转过(90°，270°]时所记录的第一球杆仪读数得到第二数量关系；
S206：根据所述第一数量关系和所述第二数量关系得到所述位置无关位移几何误差；
其中，所述第一数量关系和所述第二数量关系均为所述第一球杆仪读数与所述位置无关位移几何误差的数量关系。S204和S205中分别将转台转过的角度平均分为两份，利用这两份互补的关系计算得到第一数量关系和第二数量关系。而S204和S205中从不同的角度范围对第一球杆仪读数进行了测量，可以根据S204得到的第一数量关系和S205得到的第二数量关系解得位置无关位移几何误差。
S207：调整所述第二球座的位置，使所述连杆与所述转台平行；
S208：调整所述移动轴的位置以使所述第一球座的球心与所述第二球座的球心的连线与所述连杆重合。
S209：转动所述转台一周，并记录所述转台转动各个角度时所述球杆仪的第二球杆仪读数。
S210：根据所述转台转过(0°，180°]至时所记录的第二球杆仪读数和所述转台转过(180°，360°]时所记录的第二球杆仪读数得到第三数量关系；
S211：根据所述转台转过(-90°，90°]时所记录的第二球杆仪读数和所述转台转过(90°，270°]时所记录的第二球杆仪读数得到第四数量关系；
S212：根据所述第三数量关系、所述第四数量关系和所述位置无关位移几何误差计算所述位置无关角度几何误差；
其中，所述第三数量关系和所述第四数量关系均为所述第二球杆仪读数与所述位置无关位移几何误差及位置无关角度几何误差的数量关系。S210和S211中分别将转台转过的角度平均分为两份，利用这两份互补的关系计算得到第三数量关系和第四数量关系。而S210和S211中从不同的角度范围对第二球杆仪读数进行了测量，可以根据S210得到的第三数量关系和S211得到的第四数量关系解得位置无关位移几何误差与位置无关角度几何误差构成的总位置无关几何误差，再根据已经得到的位置无关位移几何误差计算位置无关角度几何误差。
下面通过在实际应用中的实施例说明上述实施例描述的流程。请参见图4和图5，图4为第一次测量球杆仪摆放位置和连杆方向示意图，图5为第二次测量球杆仪摆放位置和连杆方向示意图。
步骤1：将球杆仪第一球座C1放置在转台第一个位置处P1；
步骤2：将球杆仪第二球座C2安装在多轴机床移动轴上；
步骤3：调整球杆仪连杆方向，使其延长线通过转台坐标原点O；
步骤4：根据球杆仪连杆方向，计算球杆仪球座C2位置P2；(如图4所示)
步骤5：移动转动轴，将球杆仪球座C2移动到位置P2；
步骤6：转动转台，同时控制移动轴，使球座C2与转台中心同步转动一周，均匀记录2N个位置的球杆仪读数；
步骤7：将球杆仪的读数分成两个部分，依次对球杆仪在转角[0,π]的读数i＝1,2,…,N累加，并对转角[π,2π]的读数i＝N+1,N+2,…,2N累加。由于此时球杆仪方向与球杆仪摆放位置与坐标原点方向平行，角度产生的几何误差被球杆仪屏蔽。因此球杆仪读数只与位置无关的位移几何误差有关，关系如下：
其中，[Rx Ry Rz]为球杆仪连杆在转台坐标系上的方向向量，δx为转台沿X轴方向偏移的位置无关位移几何误差，δz为转台沿Z轴方向偏移的位置无关位移几何误差；R为球杆仪杆长，ΔR(θi)为球杆仪在转台转动θi角时的读数。
步骤8：将转动一周的球杆仪读数再按照角度分解成两部分，对球杆仪在转角[-π/2,π/2]的读数j＝1,2,…,M累加，并对球杆仪在转角[π/2,3π/2]的读数j＝M+1,M+2,…,2M累加。同理，可获得球杆仪读数与位置无关位移几何误差关系如下：
步骤9：合并上述两公式，可计算获得转台位置无关位移几何误差
步骤10：保持球杆仪座C1位置不变，改变连杆方向，使其沿着转台X坐标轴方向；
步骤11：根据球杆仪连杆方向，计算球杆仪球座C2新位置P3；
步骤12：调整数控机床移动导轨，将球杆仪球座C2移动到位置P3；
步骤13：转动转台，同时控制移动轴，使球座C2随转台中心转动一周，均匀记录2N个位置的球杆仪读数；(如图5所示)
步骤14：将球杆仪的读数分成两个部分，对球杆仪在转角[0,π]的读数i＝1,2,…,N累加，对球杆仪在转角[π,2π]的读数i＝N+1,N+2,…,2N累加。由于位置无关位移几何误差已经获得，球杆仪读数与位置无关角度几何误差关系如下：
其中[Px,Py,Pz]为球杆仪摆放位置，Sx为转台轴线绕X轴偏转的位置无关角度几何误差，Sz为转台轴线绕Z轴偏转的位置无关角度几何误差。
步骤15：将转动一周的球杆仪读数重新按照角度分解成两部分，对球杆仪在转角[-π/2,π/2]的读数j＝1,2,…,M累加，对球杆仪在转角[π/2,3π/2]的读数j＝M+1…2M累加。同理，可获得球杆仪读数与位置无关角度几何误差关系如下：
步骤16：合并上述两公式，可计算获得转台位置无关角度几何误差：
请参见图6，图6为本申请实施例所提供的一种数控机床转台位置无关几何误差的测量系统的结构示意图；
该系统可以包括：
第一位置调整模块100，用于将球杆仪的第一球座固定在转台的第一位置，并将所述球杆仪的第二球座固定于数控机床的移动轴上；其中，连接所述第一球座与所述第二球座的连杆的延长线通过所述转台的中心点；
第一记录模块200，用于转动所述转台，并记录所述转台转动各个角度时所述球杆仪的第一球杆仪读数；
位置无关位移几何误差计算模块300，用于根据所述第一球杆仪读数计算位置无关位移几何误差；
第二位置调整模块400，用于调整所述第二球座的位置，使所述连杆与所述转台平行；
第二记录模块500，用于转动所述转台，并记录所述转台转动各个角度时所述球杆仪的第二球杆仪读数；
位置无关角度几何误差计算模块600，用于根据所述第二球杆仪读数和所述位置无关位移几何误差计算位置无关角度几何误差。
进一步的，该测试系统还包括：
球心调整模块，用于调整所述移动轴的位置以使所述第一球座的球心与所述第二球座的球心的连线与所述连杆重合。
由于系统部分的实施例与方法部分的实施例相互对应，因此系统部分的实施例请参见方法部分的实施例的描述，这里暂不赘述。
本申请还提供了一种计算机可读存储介质，其上存有计算机程序，该计算机程序被执行时可以实现上述实施例所提供的步骤。该存储介质可以包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(Read-Only Memory，ROM)、随机存取存储器(Random Access Memory，RAM)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
本申请还提供了一种数控机床转台位置无关几何误差测量装置，可以包括存储器和处理器，所述存储器中存有计算机程序，所述处理器调用所述存储器中的计算机程序时，可以实现上述实施例所提供的步骤。当然所述数控机床转台位置无关几何误差测量装置还可以包括各种网络接口，电源等组件。
说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的系统而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请原理的前提下，还可以对本申请进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本申请权利要求的保护范围内。
还需要说明的是，在本说明书中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的状况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

Claims (10)

1.一种数控机床转台位置无关几何误差的测量方法，其特征在于，包括：
将球杆仪的第一球座固定在转台的第一位置，并将所述球杆仪的第二球座固定于数控机床的移动轴上；其中，连接所述第一球座与所述第二球座的连杆的延长线通过所述转台的中心点；
转动所述转台，并记录所述转台转动各个角度时所述球杆仪的第一球杆仪读数；
根据所述第一球杆仪读数计算位置无关位移几何误差；
调整所述第二球座的位置，使所述连杆与所述转台平行；
转动所述转台，并记录所述转台转动各个角度时所述球杆仪的第二球杆仪读数；
根据所述第二球杆仪读数和所述位置无关位移几何误差计算位置无关角度几何误差。
2.根据权利要求1所述测量方法，其特征在于，在转动所述转台之前，还包括：
调整所述移动轴的位置以使所述第一球座的球心与所述第二球座的球心的连线与所述连杆重合。
3.根据权利要求1所述测量方法，其特征在于，转动所述转台，并记录所述转台转动各个角度时所述球杆仪的第一球杆仪读数包括：
转动所述转台一周，并记录所述转台转动各个角度时所述球杆仪的第一球杆仪读数。
4.根据权利要求3所述测量方法，其特征在于，根据所述第一球杆仪读数计算位置无关位移几何误差包括：
根据所述转台转过(0°，180°]时所记录的第一球杆仪读数和所述转台转过(180°，360°]时所记录的第一球杆仪读数得到第一数量关系；
根据所述转台转过(-90°，90°]时所记录的第一球杆仪读数和所述转台转过(90°，270°]时所记录的第一球杆仪读数得到第二数量关系；
根据所述第一数量关系和所述第二数量关系得到所述位置无关位移误差；
其中，所述第一数量关系和所述第二数量关系均为所述第一球杆仪读数与所述位置无关位移几何误差的数量关系。
5.根据权利要求1所述测量方法，其特征在于，转动所述转台，并记录所述转台转动各个角度时所述球杆仪的第二球杆仪读数包括：
转动所述转台一周，并记录所述转台转动各个角度时所述球杆仪的第二球杆仪读数。
6.根据权利要求5所述测量方法，其特征在于，根据所述第二球杆仪读数和所述位置无关位移几何误差计算位置无关角度几何误差包括：
根据所述转台转过(0°，180°]至时所记录的第二球杆仪读数和所述转台转过(180°，360°]时所记录的第二球杆仪读数得到第三数量关系；
根据所述转台转过(-90°，90°]时所记录的第二球杆仪读数和所述转台转过(90°，270°]时所记录的第二球杆仪读数得到第四数量关系；
根据所述第三数量关系、所述第四数量关系和所述位置无关位移几何误差计算所述位置无关角度几何误差；
其中，所述第三数量关系和所述第四数量关系均为所述第二球杆仪读数与所述位置无关位移几何误差及位置无关角度几何误差的数量关系。
7.一种数控机床转台位置无关几何误差的测量系统，其特征在于，包括：
第一位置调整模块，用于将球杆仪的第一球座固定在转台的第一位置，并将所述球杆仪的第二球座固定于数控机床的移动轴上；其中，连接所述第一球座与所述第二球座的连杆的延长线通过所述转台的中心点；
第一记录模块，用于转动所述转台，并记录所述转台转动各个角度时所述球杆仪的第一球杆仪读数；
位置无关位移几何误差计算模块，用于根据所述第一球杆仪读数计算位置无关位移几何误差；
第二位置调整模块，用于调整所述第二球座的位置，使所述连杆与所述转台平行；
第二记录模块，用于转动所述转台，并记录所述转台转动各个角度时所述球杆仪的第二球杆仪读数；
位置无关角度几何误差计算模块，用于根据所述第二球杆仪读数和所述位置无关位移几何误差计算位置无关角度几何误差。
8.根据权利要求7所述测量系统，其特征在于，还包括：
球心调整模块，用于调整所述移动轴的位置以使所述第一球座的球心与所述第二球座的球心的连线与所述连杆重合。
9.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序执行时实现如权利要求1至6任一项所述测量方法。
10.一种数控机床转台位置无关几何误差测量装置，其特征在于，包括存储器和处理器，所述存储器中存储有计算机程序，所述处理器调用所述存储器中的计算机程序时实现如权利要求1至6任一项所述测量方法。
CN201711478875.2A 2017-12-29 2017-12-29 一种数控机床转台位置无关几何误差的测量方法及系统 Expired - Fee Related CN107984300B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201711478875.2A CN107984300B (zh) 2017-12-29 2017-12-29 一种数控机床转台位置无关几何误差的测量方法及系统

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201711478875.2A CN107984300B (zh) 2017-12-29 2017-12-29 一种数控机床转台位置无关几何误差的测量方法及系统

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN107984300A CN107984300A (zh) 2018-05-04
CN107984300B true CN107984300B (zh) 2019-04-19

Family

ID=62043191

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201711478875.2A Expired - Fee Related CN107984300B (zh) 2017-12-29 2017-12-29 一种数控机床转台位置无关几何误差的测量方法及系统

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN107984300B (zh)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109520455A (zh) * 2017-09-20 2019-03-26 财团法人精密机械研究发展中心 旋转工作台几何精度误差量测装置及量测方法
CN108340210B (zh) * 2018-05-09 2019-10-29 天津工业大学 一种基于球杆仪测量的多轴机床几何误差辨识方法
US10845180B2 (en) * 2018-12-18 2020-11-24 Mitutoyo Corporation Measurement apparatus and method for measuring coordinates of columnar workpiece
CN114012507B (zh) * 2021-12-09 2023-06-02 天津工业大学 一种摇篮式五轴机床双旋转轴位置无关误差的辨识方法

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR910005508B1 (ko) * 1989-05-23 1991-07-31 박준호 컴퓨터 원용 키이니매틱 트랜듀서 링크 시스템 및 그 시스템을 사용한 nc 공작기계 정밀도의 측정 및 해석방법
GB9601679D0 (en) * 1996-01-27 1996-03-27 Renishaw Plc Ball bar apparatus for calibrating a machine
CN100467213C (zh) * 2007-06-29 2009-03-11 成都工具研究所 数控回转工作台测量机构快速测量定位精度的方法
JP2012240170A (ja) * 2011-05-20 2012-12-10 Okuma Corp 幾何誤差同定装置
CN102944197B (zh) * 2012-11-13 2016-08-03 天津大学 一种双转台结构的五轴加工中心精度检测方法
KR101480230B1 (ko) * 2013-06-12 2015-01-21 경북대학교 산학협력단 센터 마운트 및 그를 구비한 볼바 시스템
CN105091835B (zh) * 2014-05-07 2018-07-24 中国航空工业第六一八研究所 一种转台动态角位置误差测量精度提高装置及校正方法
JP2016155185A (ja) * 2015-02-23 2016-09-01 オークマ株式会社 工作機械の誤差同定方法
CN107066726B (zh) * 2017-04-11 2020-06-16 西南交通大学 一种数控机床旋转轴垂直度误差建模方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN107984300A (zh) 2018-05-04

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN107984300B (zh) 一种数控机床转台位置无关几何误差的测量方法及系统
CN103286633B (zh) 五坐标数控机床摆角快速测量系统及误差补偿方法
US10145682B2 (en) Reduction of errors of a rotating device used during the determination of coordinates of a workpiece or during the machining of a workpiece
CN102914260B (zh) 基于光电式两轴准直仪的转台分度误差检测方法
CN105043190B (zh) 五轴联动机床rtcp动态精度标定装置及其标定方法
US4587622A (en) Method and apparatus for determining and correcting guidance errors
CN102483621A (zh) 机床校准方法
CN106471334A (zh) 测量探头的校准
CN103481122A (zh) 面向自由曲面的接触式测量误差补偿方法及补偿系统
CN105473981A (zh) 接触式探针的校准
CN206925649U (zh) 数控机床及其测量系统
CN109141225A (zh) 基于圆光栅的轴系五、六自由度误差测量方法及测量系统
JP2010271057A (ja) 形状測定装置、形状測定方法、及びプログラム
CN109443180A (zh) 回转轴中心位置的确定方法及设备、存储介质、电子装置
CN104359436A (zh) 关节臂式三坐标测量机、多测量模型系统及工件测量方法
CN109163658A (zh) 一种可提供位置和角度基准的光学基准件的标定方法
CN102744524B (zh) 振动陀螺激励罩电极刻蚀平衡调整装置及方法
CN109458894A (zh) 五轴回转数据标定球及其使用方法
CN109483326A (zh) 在机床中将中心点定位在几何轴线上的方法
CN114654303B (zh) 一种机床定位精度偏差的校正方法
CN107883964B (zh) 环抛加工中工件环上单点运动轨迹检测装置及利用该装置进行检测的方法
CN104266570A (zh) 圆盘式多工位机床的工位轴心精度测量及调整方法
CN113211185B (zh) 一种基于球杆仪的数控机床直线轴线性误差的检测方法
CN108332642A (zh) 一种直角头精度检测方法
CN106885515A (zh) 一种影像测量方法、装置以及系统

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20190419

Termination date: 20211229